专利名称：盾构推进系统突变载荷快速响应液控直调机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体压力控制机构，尤其是涉及一种盾构推进系统突变载荷快 速响应液控直调机构。
背景技术：
推进系统是盾构掘进机的重要组成部分。盾构掘进过程中遇到的i也质情况 复杂多变，因而推迸系统承受的负载也变化多端，不确定性很大。推进系统的 执行机构为沿盾构断面周向分布的成组液压缸，因此，推进液压系统对突变载 荷的适应能力成为盾构正常可靠掘进的重要保证。
由于盾构推进液压系统的控制阀块安装位置通常离液压缸进油口较远，两 者之间通过高压软管连接。因此，当采用普通溢流阀作安全保护时，溢S荒阀装 在阀块上，系统响应的快速性很难得到保证。此外，在遇到突变载荷的'瞎况下， 不仅要保护液压系统承受安全压力，还要保证安全阀开启之后液压缸工^^腔压 力不能降低至正常工作压力之下，以维持开挖面的稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盾构推进系统突变载荷快速响应液控直调机 构，既能实现对复杂地质工况下掘进突变载荷的快速响应，同时又能可靠保压， 维持开挖面稳定。
本发明所采用的技术方案是-
在阀体内分别装有锥阀芯、滑阀芯和圆锥阀芯，锥阀芯上端装有第一弹簧， 滑阀芯上端装有第二弹簧，两个弹簧用盖板压紧；阀体上开有进油口P、第一卸 油口T1、第一控制油口K1、第二控制油口K2、出油口A、第二卸油口T2和三 个孔；；第一卸油口T1与滑阀芯中部油腔相通；锥阀芯上开有第一孔，锥阀芯 下端与第一控制油口K1相连；进油口P通过第二孔与球阀芯所在油腔连通；滑 阀芯下端油腔与球阀芯所在油腔连通，滑阀芯上端油腔通过第三孔与出油口 A 连通；第二卸油口 T2通过圆锥阀芯与出油口 A连通。
本发明具有的有益效果是
1) 直调机构液控油直接引自液压缸工作腔，提高了推进液压系统对突变载 荷的快速响应能力。
2) 由于控制液压油流动方向的滑阀芯一端具有一定锥度，使得系统在暂停推进时仍能够保持工作腔具有一定的压力，并将液压缸在原有位置处可靠锁紧。 3)直调机构的工作全部采用液压油控制，去除了电控元件中电气控制带来
的不可靠性。特别适合于盾构掘进机推进液压系统的工况需要。
附图l是本发明的结构示意图。
附图2是本发明在盾构推进液压系统上的应用。
图中l.盖板，2、 14.密封圈，3、 10、 13.弹簧，4、 7、 12.孔，5.锥阀芯， 6.阀体，8.球阀芯，9.滑阀芯，ll.圆锥阀芯，15.直调机构，16.液压缸，17.三位
四通换向阀。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如附图l所示，本发明的盾构推进系统突变载荷快速响应液控直调机构， 在阀体6内分别装有锥阀芯5、滑阀芯9和圆锥阀芯11，锥阀芯5上端装有第 一弹簧3和密封圈2，滑阀芯9上端装有第二弹簧13和密封圈14，两个弹簧3、 13用盖板1压紧；阀体6上开有进油口P、第一卸油口T1、第一控制油口K1、 第二控制油口K2、出油口A、第二卸油口T2和三个孔4、 7、 12;，其中第二控 制油口 K2为通过管螺纹旋入阀体6而形成；第一卸油口 Tl与滑阀芯9中部油 腔相通；锥阀芯5上开有第一孔4，锥阀芯5下端与第一控制油口K1相连；进 油口 P通过第二孔7与球阀芯8所在油腔连通；滑阀芯9下端油腔与球阀芯8 所在油腔连通，滑阀芯9上端油腔通过第三孔12与出油口 A连通；第二卸油口 T2通过圆锥阀芯11与出油口 A连通。
如附图2所示，本发明液控直调机构15的油口 P与三位四通换向阀17的 油口A17相连，油口T1、 T2连接溢流回路，油口 A连接液压缸16无杆腔，油 口 Kl连接液压缸16无杆腔，油口 K2连接三位四通换向阀17的油口 B17和液 压缸16有杆腔；三位四通换向阀17的油口 P17和T17分别连接主进油路和油 箱。
本发明的工作原理如下
如附图l、附图2所示，当盾构向前推进时，三位四通换向阀17左边电磁 铁得电，工作在左位，主进油路高压油经三位四通换向阀17的进油口P17、出 油口 A17流至直调机构15进油口 P。 P 口压力油一部分经孔7进入球阀芯8所 在油腔内，并将球阀芯8推向右边，压力油流进滑阀芯9下端工作腔抵消压縮 弹簧13产生的弹力，推动滑阀芯9向上运动。P 口压力油的另一部分流至滑阀芯9中部工作腔，当阀芯向上动作后，压力油经出油口A流出，至液压缸16无 杆腔推动活塞杆伸出，液压缸16有杆腔液压油经三位四通换向阀17的出油口 B17、回油口T17回到油箱。正常推进时，由于直调机构15的K1 口引自液压 缸16无杆腔的控制油作用于锥阀芯5下端的作用力低于上端压縮弹簧3的弹力， 锥阀芯5不动作，P 口与Tl 口断开。A 口的压力油作用于圆锥阀芯11上的力小 于弹簧10的预压縮力，A口与T2口断开。
当盾构推进负载突然变大，直调机构15的Kl 口引自液压缸16无杆腔的控 制油作用于锥阀芯5下端的力大于上端压縮弹簧3的弹力，锥阀芯5向上移动， P 口与T1 口通过孔4连通，P 口的高压油直接从T1 口回到溢流回路。与此同时， A 口的液压油压力瞬间变大，作用于圆锥阀芯11上的力大于弹簧10的预压縮 力，圆锥阀芯ll向下动作，A口与T2口接通，释放局部高压，待A口压力低 于安全压力时，弹簧10将圆锥阀芯11压紧，阀口关闭。液压缸16无杆腔的高 压油通过孔12作用于滑阀芯9上端，滑阀芯9被可靠关闭，由于阀芯上有锥面， 保证了密封的可靠性。
当盾构推进液压缸需要回退时，三位四通换向阀17右边电磁铁得电，工作 在右位，主进油路高压油经三位四通换向阀17的进油口P17、出油口B17， 一 部分至直调机构15第二控制油口 K2并进入球阀芯8所在油腔内，将球阀芯8 推向左边，压力油流进滑阀芯9下端工作腔平衡压縮弹簧13的弹力，推动滑阀 芯9向上运动，阀口打开，另一部分流进液压缸16有杆腔推动活塞杆回退。此 时，由于直调机构15的K1 口引自液压缸16无杆腔的控制油作用于锥阀芯5下 端的力低于上端压縮弹簧3的弹力，锥阀芯5不动作，P口与T1口不连通。液 压缸16无杆腔内油液经直调机构15的A 口、滑阀芯9中部工作腔、P 口至三 位四通换向阀17的出油口 A17、回油口T17回油箱。
当盾构暂停推进时，三位四通换向阀17全部电磁铁断电，阀工作在中位， 直调机构的P 口和K2 口经三位四通换向阀17的回油口 T17与油箱连通，滑阀 芯9下端作用力为零，上端受液压缸16无杆腔压力油通过直调机构15的A 口、 孔12的作用，滑阀芯9关闭，从而使液压缸16无杆腔压力油保压，保证开挖 面的稳定。
权利要求
1、一种盾构推进系统突变载荷快速响应液控直调机构，其特征在于在阀体(6)内分别装有锥阀芯(5)、滑阀芯(9)和圆锥阀芯(11)，锥阀芯(5)上端装有第一弹簧(3)，滑阀芯(9)上端装有第二弹簧(13)，两个弹簧(3、13)用盖板(1)压紧；阀体(6)上开有进油口P、第一卸油口T1、第一控制油口K1、第二控制油口K2、出油口A、第二卸油口T2和三个孔(4、7、12)；第一卸油口T1与滑阀芯(9)中部油腔相通；锥阀芯(5)上开有第一孔(4)，锥阀芯(5)下端与第一控制油口K1相连；进油口P通过第二孔(7)与球阀芯(8)所在油腔连通；滑阀芯(9)下端油腔与球阀芯(8)所在油腔连通，滑阀芯(9)上端油腔通过第三孔(12)与出油口A连通；第二卸油口T2通过圆锥阀芯(11)与出油口A连通。
全文摘要
本发明公开了一种盾构推进系统突变载荷快速响应液控直调机构。包括阀体、用于快速响应突变载荷的锥阀芯、具有导通和锁紧双重功能的滑阀芯、圆锥阀芯、球阀芯、调压弹簧。直调机构液控油直接引自液压缸工作腔，提高了推进液压系统对突变载荷的快速响应能力。由于控制液压油流动方向的滑阀芯一端具有一定锥度，使得系统在暂停推进时仍能够保持工作腔具有一定的压力，并将液压缸在原有位置处可靠锁紧。直调机构的工作全部采用液压油控制，简化了盾构推进电控系统，特别适合于盾构掘进机推进液压系统的工况需要。
文档编号E21D9/093GK101575977SQ20091009929
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者虎 施, 杨华勇, 慧 汪, 龚国芳 申请人:浙江大学